Les piles à combustible dans les voitures particulières déjà rentables ?
Teneur
Jusqu'à récemment, la technologie des piles à combustible n'était disponible que pour des applications non commerciales. Il était utilisé, par exemple, dans les vols spatiaux, et le coût énorme de la production de 1 kW d'énergie excluait pratiquement son utilisation à plus grande échelle. Cependant, l'invention, conçue par William Grove, a finalement trouvé une large application. Renseignez-vous sur les piles à hydrogène et voyez si vous pouvez vous permettre une voiture avec un tel bloc d'alimentation !
Qu'est-ce qu'une pile à combustible ?
C'est un ensemble de deux électrodes (anode négative et cathode positive) séparées par une membrane polymère. Les cellules doivent produire de l'électricité à partir du combustible qui leur est fourni. Il est important de noter que, contrairement aux cellules de batterie traditionnelles, elles n'ont pas besoin d'être alimentées en électricité à l'avance et que la pile à combustible elle-même ne nécessite pas de charge. Il s'agit de l'alimenter en carburant, qui dans les appareils en question se compose d'hydrogène et d'oxygène.
Piles à combustible - Conception du système
Les véhicules à pile à combustible nécessitent des réservoirs d'hydrogène. C'est à partir d'eux que cet élément pénètre dans les électrodes, où l'électricité est générée. Le système est généralement également équipé d'une unité centrale avec un convertisseur. Il convertit le courant continu en courant alternatif, qui peut être utilisé pour alimenter un moteur électrique. C'est lui qui est le cœur de la voiture, puisant sa puissance dans les unités actuelles.
Piles à combustible et principe de fonctionnement
Pour qu'une pile à combustible produise de l'électricité, une réaction chimique est nécessaire. Pour ce faire, des molécules d'hydrogène et d'oxygène de l'atmosphère sont fournies aux électrodes. L'hydrogène dégagé à l'anode est à l'origine de la création d'électrons et de protons. L'oxygène de l'atmosphère pénètre dans la cathode et réagit avec les électrons. La membrane polymère semi-perméable délivre des protons d'hydrogène positifs à la cathode. Là, ils se combinent avec des anions d'oxydes, entraînant la formation d'eau. D'autre part, les électrons présents à l'anode traversent le circuit électrique pour produire de l'électricité.
Pile à combustible - application
En dehors de l'industrie automobile, la pile à combustible a de nombreuses applications. Il peut être utilisé comme source d'électricité dans des endroits sans accès libre au réseau. De plus, les cellules de ce type fonctionnent bien dans les sous-marins ou les stations spatiales où il n'y a pas d'accès à l'air atmosphérique. De plus, les piles à combustible alimentent des robots mobiles, des appareils électroménagers et des systèmes d'alimentation de secours.
Piles à combustible - avantages et inconvénients de la technologie
Quels sont les avantages d'une pile à combustible ? Il fournit une énergie propre sans impact négatif sur l'environnement. La réaction produit de l'électricité et de l'eau (généralement sous forme de vapeur). De plus, dans les situations d'urgence, par exemple lors d'une explosion ou de l'ouverture d'un réservoir, l'hydrogène, du fait de sa faible masse, s'échappe verticalement et brûle dans une étroite colonne de feu. La pile à combustible se distingue également en termes d'efficacité puisqu'elle atteint des résultats de l'ordre de 40 à 60 %. C'est un niveau inatteignable pour les chambres de combustion, et rappelons que ces paramètres peuvent encore être améliorés.
L'élément hydrogène et ses inconvénients
Maintenant quelques mots sur les défauts de cette solution. L'hydrogène est l'élément le plus abondant sur Terre, mais il forme très facilement des composés avec d'autres éléments. Il n'est pas facile de l'obtenir dans sa forme pure et nécessite un procédé technologique particulier. Et celui-ci (du moins pour l'instant) est très cher. Lorsqu'il s'agit d'une pile à combustible à hydrogène, le prix, malheureusement, n'est pas encourageant. Vous pouvez parcourir 1 kilomètre voire 5 à 6 fois plus que dans le cas d'un moteur électrique. Le deuxième problème est le manque d'infrastructures pour le ravitaillement en hydrogène.
Véhicules à pile à combustible - exemples
En parlant de voitures, voici quelques modèles qui fonctionnent avec succès avec des piles à combustible. L'un des véhicules à pile à combustible les plus populaires est la Toyota Mirai. Il s'agit d'une machine avec des réservoirs d'une capacité de plus de 140 litres. Il est équipé de batteries supplémentaires pour stocker l'énergie pendant la conduite tranquille. Le constructeur affirme que ce modèle Toyota peut parcourir 700 kilomètres sur une seule station-service. Mirai a une puissance de 182 ch.
Les autres véhicules à pile à combustible nécessaires pour produire de l'électricité comprennent :
- Lexus LF-FC ;
- Clarté Honda FCX ;
- Nissan X-Trail FCV (véhicule à pile à combustible);
- Toyota FCHV (véhicule hybride à pile à combustible);
- pile à combustible Hyundai ix35;
- Bus électrique à pile à combustible Ursus City Smile.
La pile à hydrogène a-t-elle une chance de faire ses preuves dans l'industrie automobile ? La technologie de production d'électricité à partir de piles à combustible n'est pas nouvelle. Cependant, il est difficile de le vulgariser auprès des voitures particulières sans un procédé technologique bon marché pour obtenir de l'hydrogène pur. Même si les véhicules à pile à combustible sont mis en vente auprès du grand public, ils peuvent encore être à la traîne en termes de rentabilité pour le conducteur moyen. Par conséquent, les véhicules électriques traditionnels semblent toujours être l'option la plus intéressante.
